Eugenio,77 [email protected]

С окончанием прошлого века завершилась и двадцатилетняя история развития двигателей серии S - веяния времени заставили тойотовцев создать замену легендарному ветерану.

Примененные на серии AZ конструктивные решения стандартны для двигателей "третьей волны", их мы уже рассматривали в статье "1ZZ-FE. Без права на ошибку", поэтому здесь кратко отметим общие черты и подробнее остановимся на различиях.

Конструкция механической части здесь та же самая - легкосплавный блок с "сухими" чугунными гильзами и открытой рубашкой охлаждения, монолитный картер с интегрированными в него опорами коленвала, штампованный поддон.
Из необычных решений стоит отметить новую компоновку блока - теперь ось цилиндра не перескается с продольной осью двигателя (коленчатого вала) - т.н. дезаксаж, ради того, чтобы немного снизить интенсивный износ пары поршень-гильза. По сравнению с ZZ относительная высота юбки поршня заметно больше, что должно положительно отразиться на износостойкости и шумности.

Привод ГРМ осуществляет такой же длинной однорядной цепью мелкого шага. На впускном распредвале установлен шкив системы VVT-i, обязательной для моторов третьей волны. Угол развала клапанов получился 27,5°, что очень неплохо для "твинкама" с приводом обоих валов цепью. Зазор в клапанах изменяется "регулировочными толкателями". Седла клапанов, в отличие от ZZ, классические запрессовываемые - это явный плюс.

Масляный насос на AZ установлен не на передней части блока, а в картере (так легче всасывать масло из поддона и можно быстрее создать давление при запуске). Приводится он не напрямую от коленвала, а через еще одну цепь - это стандартный подход, но увы, не повышающий надежность.

Оригинальное решение - пластмассовый впускной коллектор, интересно, как он будет показывать себя зимой через несколько лет. Кстати, расположение коллекторов здесь традиционное - впуск сзади, выпуск спереди. Но, вместе с новомодными "экологическими" приблудами вроде выпускного "паука" и сдвоенного катализатора, это способствует чрезмерному перегреву подкапотного пространства.

В традициях японского автомобилестроения 4-х цилиндровому двигателю объемом более двух литров полагается иметь балансирные валы, и 2AZ-FE не стал исключением. Конструктивное исполнение аналогично предыдущему двигателю 5S-FE, то есть компактный механизм установлен в картере под блоком цилиндров и приводится шестерней на коленчатом валу. Любой балансирный механизм снижает общую надежность мотора, но, по крайней мере, здесь нет ременного привода. Вот только для уменьшения шума тойотовцы "догадались" применить в приводе пластиковые шестерни.

Наверное, лишним будет говорить о том, что ремонтопригодность двигателя практически нулевая. Ремонтных размеров ни для поршней, ни для вкладышей не предусмотрено, перегильзовать блок тоже не представляется возможным, максимум - "освежить" поршневые кольца. На сегодняшний день можно сказать, что проблема двигателей серии ZZ с угаром масла на малых пробегах, в целом не характерна для AZ.

Система впрыска традиционная, разве что новые форсунки с мелкодисперным распылителем устанавливаются непосредственно в головку блока цилиндров. Неплохо, что для всех двигателей серии номинальным является 92-й бензин. Зажигание - тоже в духе времени, типа DIS-4 с отдельными катушками.

Увы, обычный двигатель 1AZ-FE поставляется только на внешний рынок, а все японские, да и большинство европейских двухлитровых версий оснащены D-4. Глобальные проблемы непосредственного впрыска описывались уже неоднократно, наш материал на эту тему - "Эссе о D-4". Принцип работы и возникающие неприятности здесь аналогичны двигателю 3S-FSE, остается лишь сказать по ценам на основные узлы: оригинальный новый ТНВД ~800$, каждая из форсунок ~500$, узел ETCS (блок дроссельной заслонки) ~600$. Для информации - новый движок в сборе без навесного оборудования - более 6000$.
В свою очередь, пока только на внешний рынок поставляется еще один двигатель D-4 - 2AZ-FSE, по счастью, не слишком распространенный.
И должно быть обидно, что в данном случае применение непосредственного впрыска вообще не дало преимуществ по характеристикам, разве что немного снизились в японском лабораторном тесте выбросы "страшного CO2". Хотя надо отметить, что AZ в варианте D-4 оказался гораздо более пригодным к эксплуатации, чем кошмарный 3S-FSE.

Примечание . Специально для "отсталых" стран выпускается упрощенная модификация двигателя - без VVT-i, дефорсированная и рассчитанная под этилированный бензин. Однако для нас она практического интереса не представляет.

Обладатели модификаций с продвинутой системой снижения токсичности - два датчика состава смеси (а не простых и дешевых лямбда-зонда) перед сдвоенным катализатором и два кислородных датчика за ним, непременно увидят некстати загоревшийся "CHECK ENGINE" (коды неисправности будут указывать на лямбда-зонды или "недостаточную эффективность катализатора"). Проблема эта целиком лежит на совести "эколохов", вынудивших внедрить чрезмерно чувствительную систему, которая не предназначена для сколь-нибудь длительной реальной эксплуатции ни в штатах, ни, тем более, у нас. Увы, наиболее экономичным и разумным выходом будет смириться с горящим индикатором.

Резюме

Придется повторить, что у японцев получился технологичный двигатель нового поколения, вполне перспективный (для Тойоты). Относительно легкий, с приличной мощностью при умеренной форсировке, с неплохим расходом бензина, притом низкооктанового - это уже на пользу владельцу. Жаль что "одноразовый", да еще с ущербным вариантом D-4. Эх, вот если бы некоторыми его решениями, да улучшить старый добрый 3S-FE - цены бы тому не было...

Следующая линейка японских тойотовских моторов — серия AZ. Она сменила популярные силовые агрегаты серии 3S, производимых также концерном Toyota Motor Corporation. Из линейки 3S, модель стала первой бензиновой моделью с непосредственным впрыском топлива (НВП) или, в международном обозначении GDI — gasoline derect injection. Эту, тогда новую модификацию моторов 3S, японцы рекламировали, как «Технология D4», что обозначало: D-прямая подача топлива, а 4-четрые цилиндра. Далее, была разработан новый двигатель 1AZ-FSE.

1AZ-FSE (1АЗ-ФСЕ)

Из-за того, что в двигателях FSE осуществляется впрыск топлива непосредственно в рабочие камеры сгорания цилиндров, мотор работает на обедненной горюче-воздушной смеси и выделяется много выбросов. Поэтом борцы за экологию не приветствуют такие моторы.

Обозначение

По регламенту компании производителя — Toyota, обозначение силового агрегата 1AZ-FSE расшифровывается как:

• 1 — стартовый номер в новой линейке моторов (на смену серии S пришла серия AZ);
• А — обозначение линейки (серии) моторного ряда;
• Z — бензиновый тип ДВС;
• F — развиваемая мощность мотора — стандартная;
• S — впрыск топлива подается напрямую;
• E — электронный многоточечный распылитель топлива.

Модели ДВС 1AZ

Такие моторы изготавливались в двух модификациях:

Первый вариант серии AZ был двигатель 1AZ-FE. Затем сконструировали модель 1AZ-FSE. Отличия между ними в том, что у FSE прямой впрыск топлива, а у FE — распределенный.

Принцип работы

Двигатель 1АЗ-ФСЕ способен работать на сильно обедненной топливно-воздушной смеси (ТВС). Масса топлива в такой смеси меньше массы воздуха, в 30-40 раз, то есть соотношение (30-40):1.

В то время как стехиометрическая система (система правил и норм) выглядит следующим образом:

В двигателе с распределенным впрыском топливо распыляется неравномерно, поэтому и соотношение для них 20-24:1.

В 1аз-фсе в основании поршней есть специальные отражающие выемки, которые создают завихрени, концентрация в них в максимальном значении находится под свечой зажигания. В других местах рабочей камеры цилиндра остается бедной.

Процесс создания и запуска циклов работы двигателя происходило с учетом новейших разработок: топливно-воздушная смесь создается послойно, форсунки работают в трех режимах, система VVTi регулировала газораспределение, выхлопные газы подвергались дожигу.
Электронный блок управления (ЭБУ) в зависимости от скорости движения и нагрузки, регулирует создание смеси. ЭБУ меняет время впрыска, число впрысков, конфигурацию топливного факела, положение регулирующих заслонок во впускном канале.

Режимы работы ДВС D-4 (технология Д4):

Технические характеристики

Отличия 1аз-фсе от 3с

Отличия серии AZ от S есть в конструкциях этих агрегатов, а также в материалах. Рубашка охлаждения в моторах серии AZ открытая — «Open Desk». Открытая означает, что цилиндры охлаждаются тосолом или антифризом со всех сторон.

Все каналы сделаны в движках AZ сквозными. Это значительно упростило изготовление. Если в серии S некоторые каналы охлаждения сделаны глухими и использовали песчаные стержни, когда их отливали, то теперь этого всего не нужно. Новые двигатели начали отливать под давлением.
Центр двигателя тоже был сильно изменен. Коленвал от вертикальной оси сместили на 1 см. Такое смещение называют дезаксажем.

Для чего смещают коленвал?

Цель такого конструктивного изменения в том, чтобы уменьшить боковое трение поршней о стенки цилиндров.

Почему двигатель считается одноразовым?

Некоторые двигатели, в том числе и серии AZ имеют тонкие стенки блока цилиндров. Это не позволяет делать капитальный ремонт путем расточки и установки гильз.
Так как БЦ не рассчитан на ремонтные размеры, то он является одноразовым.

ГРМ или Цепь

В двигателям серии S приводом газораспределительного механизма являлась цепь. А в новых, для того времени, автомобильных силовых агрегатов начали делать ременный привод ГРМ.

Другие конструктивные незначительные изменения конструкции ДВС предыдущей линейки:

Неисправности FSE

Хоть модель 1AZ-FSE была значительна доработана и усовершенствована, это модификация ДВС не производили массово, потому что на в скором времени уже придумали модель 2AZ-FSE.

Какие неисправности возникают в двигателях AZ:

1. ТНВД часто выходит из строя. В дизельных двигателях AZ этот топливный насос высокого давления отлично работает. А в бензиновых вариантах быстро ломается из-за разных свойств топлива. Солярка она сама по себе жирная и является одновременно смазывающим веществом. А бензин, наоборот, сушит детали, является обезжиривателем. А, если еще добавлять присадки, для соответствия нормативам Евро-4, в бензин, то износ деталей происходит быстрее.
2. В двигателе разработали возможность сжигания вторичных газов. Но, такое усовершенствование способствует тому, что на стенках впускного коллектора, заслонок и дросселя EGR оседает, и накапливается сажа. Из-за отложения сажи автомобиль дергается при разгонах, бывают провалы (нажимаешь на газ, а ускорения нет), на холостых оборотах бывает повышенная вибрация.
3. Своими руками отрегулировать клапана трудно, потому что для этого нужен специальный станок.
4. На болтах крепления головки блока цилиндров (ГБЦ) часто срывают резьбу из-за того, что они не достаточно длинные. Поэтому бывает утечка охлаждающей жидкости (ОЖ) и уменьшается компрессия. В 2007 году производители устранили эту проблему. Первая модель, то есть 1AZ-FE в этом плане проще в обслуживании, чем 1AZ-FSE, потому что в нем нет ТНВД.

Toyota D-4 проблемы двигателей 1AZ-FSE 1JZ-FSE

Диагностика и ремонт систем впрыска и зажигания двигателей 1AZ-FSE,1JZ-FSE

На смену пилотного проекта двигателя 3S-FSE были разработаны более совершенные моторы 1AZ-FSE, 1JZ-FSE. В них были устранены многие недоработки. Разработчики изменили блоки цилиндров. Переработали конструкцию топливного насоса высокого давления, изменили инжекторы, блок дроссельной заслонки, систему EGR,схему управления дополнительных заслонок. Переработали алгоритм управления впрыском.

И изменили диагностируемую (сканируемую) дату отображаемых параметров, для более точного диагностирования моторов при помощи сканеров.

Краткая характеристика двигателя 1AZ-FSE

Макс. мощность, л.с. (кВт) при об./мин. 152 (112) / 6000
Макс. крутящий момент, кг*м (Н*м) при об./мин. 20.4 (200) / 4000
Удельная мощность, кг/л.с. 8.49
Тип двигателя 4 cylinder DOHC
Используемое топливо Бензин Regular (АИ-92, АИ-95)
Система снижения количества вредных выбросов (LEV) D-4
Расход топлива в режиме 10/15, л/100км 7.1
Степень сжатия 9
Диаметр поршня, мм 86
Ход поршня, мм 86

Краткая характеристика 1JZ-FSE -FSE
Объем двигателя, см3 -2491;
Мощность двигателя л.с / при оборотах-мин: 200/6000;
Крутящий момент н-м/об.мин (250./3800);
Степень сжатия-11,0
Диаметр/Ход поршня (Bore/Stroke), мм: 86.0/71.50; VVT-i
Кол-во цилиндров- R6, кол-во клапанов: 24 Valve;
Используемое топливо Бензин- 95

На фотографиях показан общий вид двигателей 1AZ-FSE, 1JZ-FSE .

Диагностирование.
Разработчики заложили все необходимые данные в диагностические сканеры, для оценки работы моторов с непосредственным впрыском.
Посмотрим фрагмент даты с двигателя 1АZ-FSE. Были исправлены упущенные ошибки, есть строчка с давлением. Теперь можно без хлопот оценивать давление в различных режимах. В обычном режиме давление топлива в системе 120кг. Параметр – FUEL PRESS.

В обеднённом режиме давление снижено до 80 кг. А угол опережения задан 25 градусов.

Диагностическая дата с двигателя 1JZ-FSE практически не отличается от даты 1AZ-FSE.Отличие работы только в том, что при обеднёнке давление понижено до 60-80 кг. В обычном режиме 80-120кг. При всей полноте параметров даты, которые выдает сканер, не достает одного очень важного параметра для оценки состояния долговечности насоса. Это параметр работы клапана регулятора давления. По скважности управляющих импульсов можно оценить «силу» насоса. Такой параметр есть в дате у Nissan. Для сравнения ниже приведены фрагменты даты от двигателя VQ25 DD. Здесь хорошо видно как происходит регулировка давления при изменении управляющих импульсов на регуляторе давления.

На следующей фотографии представлен фрагмент даты (основных параметров) двигателя 1JZ-FSE в обеднённом режиме.

Следует отметить, что двигатель 1JZ-FSE научен работать без высокого давления (в отличие от двигателя 3S-FSE), автомобиль при этом способен передвигаться, с ограничением мощности и оборотов.
Переход работы двигателя в обеднённый режим осуществляется при соблюдении определённых условий. Однако при возникновении любых серьезных, и не очень серьёзных помех (неисправностей) перехода в обедненный режим не произойдет. Грязная заслонка, проблемы в искрообразовании, топливоподаче, газораспределении не позволяют сделать переход. При этом давление блок управления понижает до 60 кг.
На фрагменте можно увидеть отсутствие перехода и приоткрытую заслонку (15,1%), что говорит о загрязнении канала х\х. Обеднённого режима не будет. И для сравнения фрагмент даты в обычном режиме.


Конструктивное исполнение составляющих топливную систему.
Топливная рейка, инжекторы, ТНВД.
Топливная рейка двигателя 1AZ-FSE имеет обычную конструкцию с двумя проходным отверстием.

На следующей фотографии представлена топливная рейка от двигателя 1JZ-FSE. Датчик давления и клапан аварийного сброса расположены рядом, инжекторы отличаются от 1AZ-FSE только цветом пластика обмотки и производительностью.

Инжекторы
Новая конструкция инжекторов двигателя 1AZ-FSE, 1JZ-FSE доказала свою несостоятельность. Инжекторы облегченные и не разборные. Они практически одноразовые. При жесткой промывке начинают течь. Их очень трудно извлекать из головки, и они имеют очень хрупкий пластик обмотки. А стоимость одной форсунки составляет 13000 рублей.

На фотографии (снимок сделан через зеркало)установленная на двигателе топливная рейка с инжекторами.


Конструктивно был изменён распыл инжектора. Он имеет форму щели.

Изменением давления достигается изменение распыла форсунки. Он может быль либо конусным, либо веерным, или в виде ограниченного заряда.
Далее на фото общий вид инжекторов.

Крупный план забитого сопла.

Распиленный инжектор от двигателя 1AZ-FSE.

Съём инжектора, можно осуществить при помощи мощного крепления самого инжектора. Им можно раскачать инжектор без риска обломать обмотку.

Щелевидный распыл, игла форсунки.

На следующем фото инжекторы от двигателя 1JZ-FSE

На фотографии видно, что цвет обмотки изменился при эксплуатации. Это говорит о том, что обмотка при работе сильно греется. Этот перегрев пластика и является причиной отрыва контактной площадки при демонтаже инжектора. Момент перегрева необходимо учитывать и при очистке ультразвуком, без проточного охлаждения применять промывку в у\з ваннах с подогревом не рекомендуется. При заказе японцы предлагают инжекторы двух цветов коричневый и черный. Коричневый цвет, соответствует серому цвету, черный – черному.

Фильтрация топлива на новых двигателях осуществлена обычным образом. Первая фильтрация производится сеткой на входе первого насоса. Давление первого насоса 4,0-4,5кг для обеспечения полноценного питания ТНВД на всех режимах работы. Замер давления при диагностике, нужно производить манометром через входной порт прямо на ТНВД. При запуске двигателя давление должно «набиваться» до своего пика за 2-3 секунды, иначе запуск будет долгим или его не будет вовсе. Ниже на фото замер давления на двигателе 1AZ-FSE

И пример замера давления на двигателе 1JZ-FSE.

Давление первого насоса очень низкое.
Для сравнения грязная и новая сетки первого насоса двигателя 1AZ-FSE. При таких загрязнениях сетку нужно менять. Можно чистить карбклинером или в ультразвуке. Бензиновые отложения очень плотно пакуют сетку, понижается давление первого насоса.

Второй заслон бензиновой грязи топливный фильтр высокого давления. Замену фильтра нужно производить после 20 тысяч пробега.

Последняя фильтрация топлива – сетка на входе в ТНВД. Если при замене давления на входе показатель выше 4,5 кг то следует чистить или менять фильтр сетку.
ТНВД
Поколение насосов двигателей 1AZ и 1JZ несколько отличается от своего предшественника. Изменён регулятор давления, оставлен лишь один напорный клапан и он не разборный, в сальник добавлена пружина, корпус насоса стал несколько меньше. Отказов и протеканий у этих насосов гораздо меньше, но все, же срок службы не большой.


Далее на фотографиях - внешний вид насоса и сальник с пружинным кольцом, управляющий клапан, плунжер.

Метки ГРМ.

На моторах 1JZ-FSE для соединения коленвала и распредвала применён зубчатый ремень. Частота замены 100 тыс. км. При обрыве ремня происходит разрушение двигателя.Важно при диагностике всегда проверять состояние ремня.

При замене сальника коленвала нужно демонтировать шестерню.для съема шестерни нужно открутить фиксирующий её болт. Иначе произойдет отлом зубьев. На фото установочные метки.Общий вид. Метки коленвала и метки распредвала.

На моторах 1AZ-FSE применена цепь ГРМ. Частота замены 200 тыс.км. В моей практике обрывов цепи не было.При замене важно правильно установить цепь по меткам.На фото установочные метки.

Впускной коллектор и очистка от сажи.
Сложная конструкция коллектора и дополнительных заслонок была заменена более простым решением на двигателях АZ и JZ. Конструктивно были увеличены проходные каналы, сами заслонки управляются теперь простым вакуумным сервоприводом и одним электромагнитным клапаном. А положение заслонок не контролируется. На фото клапан управления заслонками вакуумный привод заслонок двигателя 1JZ-FSE.

Но всё же, необходимость в регулярной очистке полностью не исключена. На следующей фотографии грязные заслонки от двигателя 1JZ-FSE. Демонтаж коллектора здесь еще более неприятный. Если не отсоединить инжекторы (проводку) есть большая вероятность легкого отлома их обмоток, а стоимость одного инжектора просто колоссальна. При очистке коллектора следует очищать и клапана головки и надклапанное пространство.Каждое окно чистится индивидуально. Для очистки следует полностью закрывать впускные клапаны того цилиндра который чистится. Сажу вычищают всевозможными приспособлениями и выдувают сжатым воздухом. На фото ниже коллектор,клапаны головки,процесс очистки.

При текущих маслосъёмных колпачках сгоревшее масло благополучно попадает через линию клапана EGR во впускной коллектор.
На фото отчетливо видны пласты кокса. Это масло, в купе с сгоревшей серой из топлива, пакует впускные заслонки и клапаны. Что неминуемо приводит к уменьшению проходного сечения каналов.

На следующем фото заслонки двигателя 1АZ-FSE. Это надежная и более простая конструкция. Проходные каналы большего сечения. Они практически не забиваются и не требуют обслуживания.

А для уменьшения отложений в коллекторе на АZ применили интересное решение конструкции системы EGR. Своеобразный мешок для сбора отложений. Коллектор меньше загрязняется. А «мешок» легко чистится.


Электронный дроссель.
Несколько отличается дроссель на 1AZ-FSE. Конструктивно он меньше, датчики расположены внутри и не требуют регулировки. При загрязнении легко моются и адаптируются сбросом питания блока управления. В моей практике проблемы с дросселем были либо после утопления (попадания воды), либо по причине разрушения электропроводки при некачественной сборке после ремонтов.
фото заслонки от двигателя 1AZ-FSE

А на двигателе 1(2)JZ-FSE при замене датчика положения TPS придется его регулировать.

Несколько слов о проблемах (болезнях) двигателей.
На двигателях 1AZ-FSE часто приходится браковать инжекторы по причине изменения сопротивления обмотки. Блок управления регистрирует ошибку Р1215.

Часто приходится мыть заслонку, по причине заниженных оборотов.
На двигателях 1JZ-FSE на первом месте стоит отказ клапана управления заслонками во впускном коллекторе. В клапане отгорает контакт обмотки. Блок управления регистрирует ошибку. При такой проблеме резко падает мощность двигателя и увеличивается расход топлива.




Другая проблема отказ катушек зажигания из-за неисправных свечей
Реже приходится браковать насосы по потере стартового давления.
Нередки отказы работы электронной заслонки из-за сбоев работы датчика положения заслонки.


Есть еще один момент с двигателями 1JZ-FSE. При полном отсутствии бензина в баке и при этом вращении стартером, (попытка запустить автомобиль) блок управления регистрирует ошибки бедной смеси и низкого давления в топливной системе. Что является логичным для блока управления. За бензином должен следить владелец, а вот за давлением бортовой компьютер. Транспарант контроля двигателя, после возникновения ошибок в такой банальной ситуации, раздражает владельца. А удалить ошибку можно либо сканером, либо отключением АКБ. Из всего сказанного следует – не стоит эксплуатировать авто с минимальным уровнем топлива, тем самым можно сэкономить на визит к диагностам.

Огромную проблему доставляют оплавленные катализаторы . На двигателе 1JZ-FSE их съём проблематичен, а удаление требует сварки. А вот на двигателе 1AZ-FSE проблематично замерить противодавление выхлопа в силу конструктивного исполнения.
Датчики кислорода также славятся отрывом подогревателя.
В зимнее время встречаются замученные владельцами моторы после запусков с эфиром. Пластиковые коллекторы после таких действий прогорают. Из-за полученного нештатного подсоса воздуха запуск мотора становится проблематичным.
Зимний запуск отдельная тема. Решить глобально проблему можно установкой любого типа подогревателя на двигатель и обеспечить заправку правильным топливом.
Много хлопот доставляют и датчики давления топлива. При неправильных показаний датчика запуск мотора невозможен.
В заключение хотелось бы отметить, что грамотное обслуживание и своевременная диагностика моторов, оборудованных непосредственным впрыском, позволяют владельцам долголетнюю эксплуатацию своих автомобилей, без значительных затрат.
Отточенные современные технологии позволяют без разборок промывать топливную систему (достаточно такой процедуры один раз в год).Эта процедура избавляет от дорогостоящих разборов мотора.
Много споров по поводу экономии топлива. Вывод очевиден. В пробках такие моторы заметно выигрывают в расходе топлива. Весь негатив против прямого впрыска основан на эксплуатации мёртвых двигателей с отработанным ресурсом. Автомобили с новыми моторами бегают по нашим дорогам годами, и без серьёзного обслуживания.

Все диагностические и ремонтные работы с данными моторами можно произвести в автокомплексе «Южный», расположенного по адресу г. Хбаровск ул. Суворова 80.
Владимир Бекренёв.

• Назад
• Вперёд

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.У вас нет прав оставлять комментарии.

Открывает семейство алюминиевых атмосферных рядных моторов производителя Toyota с цепным ГРМ приводом двигатель 1AZ FE объемом 2 л. Дополнена схема двигателя дроссельной заслонкой типа ETCS-i с электронным управлением, раздельным DIS зажиганием и механизмом корректировки фаз газораспределения VVTi.

Технические характеристики 1AZ FE 2,0 л/145 л. с.

Основными задачами на этапе проектирования ДВС 1AZ-FE в конце 90-х годов являлись:

• применение в двигателе всех существующих наработок;
• минимальные объемы камер сгорания, поскольку это первый мотор в серии;
• снижение веса и габаритов для улучшения динамических характеристик тяжелых авто завода Toyota;
• потребовалось немного увеличить мощность, уделив особое внимание повышению крутящего момента.

Вариант отливки гильзы цилиндра внутри блока руководство концерна использовано для снижения себестоимости и повышения качества. Побочным эффектом стал невозможный, даже при серьезной станочной базе СТО капремонт.

Для всего семейства японских моторов AZ серии характерна невозможность перепрошивки контроллеров, поэтому особенностью рядного бензинового атмосферника 1AZ-FE является сложная модернизация.

Технические характеристики 1AZ FE в результате имеют следующие значения:

Параметры единственной модификации движка отличаются несущественно.

Особенности конструкции

Пробный в своей серии двигатель 1AZ FE имеет весьма оригинальную для своего времени конструкцию:

• крышка клапанная – выполнена из алюминиевого сплава, усиленного магнием;
• головка блока цилиндров – впускные каналы падающего типа, камера сгорания шатровая, обводной канал охлаждения под выпускными каналами;
• блок цилиндров – облегченный, в заготовке имеются насечки перед отливкой чугунной гильзы, в постели коленвала появились воздушные каналы;
• охлаждающая система – для смещения циркуляции антифриза в верхний уровень в полостях блока имеются дефлекторы;
• ШПГ – шатуны изготовлены порошковым методом, юбки поршней покрыты полимером, а на торцах изготовлены клиновые вытеснители;
• коленвал – изготовлен по методу ковки, а галтели упрочнены накаткой;
• фазокрутилка VVTi – цепной привод предусмотрен для обоих распредвалов, а муфта фазного регулирования стоит на впускном валу;
• привод ГРМ – шаг звена цепи 8 мм, шум снижается натяжителем;
• навесное – пластиковый впускной коллектор и стальной сварной выпускной катализатор.

Дно поршня дополнительно охлаждается маслом, разбрызгиваемым специальными форсунками в теле блока цилиндров. В качестве охлаждающей жидкости производитель рекомендует концентрат Toyota Genuine SLLC, который разводится водой в пропорции 1:1. Коллекторы расположен в обратном порядке – впускной позади мотора, выпускной спереди.

Топливная система замкнутого цикла без возвратной линии, угольный адсорбер встроенный. Каждая свеча оснащена собственной катушкой, с конвейера движки комплектуются иридиевыми свечами IFR6A-11 производителя NGK. Межэлектродный зазор 1,1 мм у них выставлен на заводе, не регулируется в дальнейшем. В моторе использован генератор 12 В/100 А.

Перечень модификаций ДВС

Производитель Toyota выпустил единственную модификацию 1AZ-FSE со следующими особенностями конструкции:

• впрыск топлива здесь непосредственный;
• степень сжатия 9,8 единиц, 10,5 единиц либо 11 единиц в зависимости от прошивки ЭБУ;
• мощность изменяется в диапазоне 150 – 155 л. с., соответственно;
• крутящий момент достигает 190 Нм.

На данной модификации осталось прежним все навесное оборудование. Если базовая версия 1AZ-FE использовалась всего в 5 моделях автомобилей производителя Тойота, то модификация 1AZ-FSE устанавливалась на 14 его автомобилях, преимущественно минивэнах.

Плюсы и минусы

Достоинствами движков атмосферного типа 1AZ-FE являются:

• низкие вибрации и шум;
• запас надежности и приемлемая удельная мощность;
• сниженная масса и компактность конструкции;
• пониженный расход топлива и токсичность выхлопа;
• высокий ресурс в пределах 400000 км.

С другой стороны, форсировка движка очень сложная, практически невыполнимая. В момент обрыва ГРМ цепи поршень обязательно гнет клапана. В случае износа цилиндров выполнить капитальный ремонт не получится ни своими руками, ни в специализированном СТО, так как блок невосстанавливаемый. Слабыми местами мотора являются:

• топливонасос – низкий ресурс на отечественном топливе;
• впускной коллектор – пластмасса часто не выдерживает сезонных перепадов температур;
• узел крепления ГБЦ к блоку – резьба вытягивается или обрывается в ДВС до 2007 года.

Даже в тяжелых эксплуатационных условиях движки проходят при нормальном обслуживании вдвое больше заявленного производителем ресурса.

Список моделей авто, в которых устанавливался

Габаритами и характеристиками мотор 1AZ FE идеально подходит для установки в модельный ряд Toyota:

• Opa – гибрид минивэна и хетчбэка;
• Isis – семиместный минивэн;
• Allion – среднеформатный седан;
• Gaia – минивэн;
• Wish – трехрядный минивэн;
• Premio – переднеприводный седан D-класса;
• Noah – восьмиместный минивэн;
• Voxy – передне- и полноприводный минивэн;
• Vista – седан для внутреннего рынка;
• Avensis – среднеразмерный автомобиль в кузове трех типов;
• RAV4 – полноприводный кроссовер;
• Camry – семейный полноразмерный седан;
• Caldina – пятидверный универсал;
• Picnic – пятидверный минивэн.

Вышеуказанные характеристики двигателя позволяют эксплуатировать его на АИ-92, что значительно снижает эксплуатационный бюджет владельцев.

Регламент обслуживания 1AZ FE 2,0 л/145 л. с.

Изначально мануал производителя Тойота содержит, не только описание параметров, но еще и сроки, в которые надлежит обслуживать двигатель 1AZ FE:

• картерная вентиляция требует прочистки после 2 летней эксплуатации;
• ресурс свечей зажигания и аккумулятора составляет 10 и 40 тысяч км, соответственно;
• тепловые зазоры клапанов изготовителем рекомендовано регулировать после 30000 км;
• антифриз и моторное масло теряют свойства через 20 и 10 тысяч пробега, соответственно;
• в модификациях TSI замена масла выполняется чаще – после 7,5 тысяч;
• ремни навесного оборудования разработчик рекомендует обновлять через 40000 км;
• в катколлекторе отдельные участки начинают прогорать через 60000 км.

Для самостоятельного ТО устройство ДВС подходит идеально, все участки доступны, не требуются дорогостоящие приспособления.

Обзор неисправностей и способы их ремонта

В силу конструкционных особенностей мотор 1AZ FE более всего подвержен поломкам следующего типа:

После 2007 года качество резьбы в блоке заметно улучшилось, так как изменилась форма отверстия и стала использоваться специальная технология уплотнения алюминиевого сплава в на этих участках.

Варианты тюнинга мотора

Поскольку двигатель 1AZ FE сконструирован на не ремонтопригодном алюминиевом блоке цилиндров, механический тюнинг путем увеличения объема камер сгорания (расточка цилиндров, изменение хода поршня) невозможен физически. Поэтому чаще применяется тюнинг турбонаддувом:

• компрессоры производителей TRD или Blitz давление 0,5 – 1 атмосфера;
• Насос Walbro 255;
• высокопроизводительные форсунки 440 сс;

Возможно, вас несколько озадачило название статьи? Принято считать продукцию японского автопрома воплощением новейших технологий и высокого качества. Упомянутый в названии двигатель устанавливали около десяти лет на известные модели Toyota: Avensis, Camry, Caldina, RAV4, не считая некоторых других.

Так в чем же опасность покупки японского авто, на моторе которого красуется табличка « D -4»? И почему перед продажей некоторые владельцы снимают ее? Обо всем этом вы узнаете, прочитав предлагаемый материал.

Место в истории

Серия AZ в начале 2000-х сменила предыдущую линейку двигателей 3S, которые выпускались для компании Toyota Motor Corporation с 1982 года. Среди них был и первый бензиновый мотор с непосредственным впрыском (НВ), или GDI (gasoline direct injection) - по международной терминологии. Автолюбители прозвали такие движки «джедаями». Речь идет об агрегате 3S-FSE.

Для продвижения новинки японские специалисты использовали термин «технология D-4», что означало, по-видимому, прямой впрыск (D) и 4 цилиндра. Во второй жизни (серии) «джедай» получил индекс 1AZ-FSE. Согласно «тойотовской» классификации это означает:

• 1 - порядковый серийный номер;
• A - серия двигателей;
• Z - бензиновый;
• F - стандартный мощностной ряд;
• S - непосредственный (прямой) впрыск топлива;
• E - электронный многоточечный впрыск.

Двигатель 1AZ выпускался и в более простой версии - 1AZ-FE, то есть, вместо прямого впрыска использовался распределенный. Основные характеристики двух версий представлены в таблице:

Принцип работы

Особенностью исполнения ФСЕ является возможность работы на сверхбедной топливовоздушной смеси в пропорции до 30 - 40:1. Притом что оптимальный стехиометрический состав - 14,7:1, а для обычного инжекторного мотора (с распределенным впрыском) пределом является 20 - 24. Это достигается тем, что топливо после впрыска распределяется по объему неравномерно.

За счет специальных отражающих выемок в днище поршня образуется обратный вихрь, достигающий у свечи зажигания наибольшей концентрации, близкой к стехиометрической. В остальных областях смесь остается обедненной.

Рабочий процесс происходит с использованием некоторых инноваций: послойное образование смеси, трехрежимная работа форсунок, регулируемое газораспределение (система VVTi), повторное дожигание выхлопных газов. В соответствии с изменяющейся нагрузкой и скоростью движения ЭБУ включает нужный режим смесеобразования.

Меняется момент впрыска, количество инъекций, конфигурация топливного факела и положение регулирующих заслонок во впускном тракте. Краткое описание режимов работы мотора D-4:

1. Послойное или поэтапное сгорание топлива (малые нагрузки, постоянная скорость). Бензин впрыскивается при завершении такта сжатия узким факелом, отражаясь от поршневого углубления, распыляется и попадает в зону действия свечи зажигания. Здесь достаточно обогащенный заряд воспламеняется, после чего поджигает оставшуюся обедненную смесь (ƛ=17 - 40).
2. Гомогенная (однородная) смесь используется при нестабильных режимах работы двигателя: запуск, прогрев, нагрузка, регенерация во время торможения. Бензин впрыскивается на такте впуска, вдогон поршню. Факел имеет форму конуса, отражение от поршня отсутствует, и вся смесь имеет состав, приближающийся к стехиометрическому (ƛ=12 - 15).
3. Двухэтапное смесеобразование. В процессе перехода от послойного к однородному режиму бензин впрыскивается дважды - при впуске и сжатии. Смесь начинает обогащаться (ƛ=15 - 25).

Отличия от серии 3S

Новый движок получил алюминиевый блок цилиндров (БЦ) с открытой рубашкой охлаждения - конструкция «Open Deck», при которой цилиндры омываются охлаждающей жидкостью (ОЖ) со всех сторон. Кроме того, сквозные каналы позволяют отказаться от применения песчаных стержней в процессе отливания, а сам процесс перевести на литье под давлением.

Конструктивная схема двигателя выполнена с дезаксажем - коленчатый вал смещен относительно продольного сечения БЦ на 1 см. Целью является уменьшение боковой реакции силы трения поршня о стенки цилиндров. Дело в том, что тонкие стенки не позволяют растачивать БЦ под ремонтные размеры. То есть, блок является фактически одноразовым.

Применение цепи ГРМ вместо зубчатого ремня также отличает новинку от предшествующей линейки. Остальные решения перекочевали с предыдущего мотора с некоторыми изменениями:

• Упрощено решение впускного коллектора и дополнительных заслонок. Привод последних осуществляется с помощью простого вакуумного сервопривода и электромагнитного клапана, проходные каналы увеличены и меньше зарастают сажей.
• Изменен электронный дроссель. Он стал меньше по размерам, датчики спрятаны внутри и не нуждаются в регулировке.
• Топливная рейка с одним проходным отверстием имеет более простое устройство.
• Усовершенствован топливный насос высокого давления (ТНВД). В регуляторе давления оставлен всего один неразборный клапан, сальник снабдили пружиной. И хотя протечки нового насоса стали гораздо меньше, срок службы удалось продлить незначительно.

Проблемы «джедая»

К сожалению, версия FSE генерации 1AZ, несмотря на все улучшения, так и не стала поистине массовой, и ей на смену пришло поколение 2AZ. Ниже изложены основные проблемы, возникающие при эксплуатации двигателей D-4.

Низкий ресурс ТНВД. И хотя это устройство давно успешно используется на дизельных ДВС, оказалось, что бензин, как рабочая среда, агрессивно влияет на его компоненты.

Дело в том, что бензин не обладает такими смазывающими свойствами, как солярка. И даже смазывающие присадки, добавляемые в него по нормам Евро-4, не столь эффективны, поэтому детали ТНВД изнашиваются значительно быстрее, чем на дизеле.

В результате горючее попадает в смазочное масло и разжижает его. При значительном износе объем масла в картере может за день-два увеличиться вдвое. А разжиженное масло приводит к износу кулачков, вкладышей и других деталей.

Еще одним слабым местом 1AZ-FSE является система вторичного использования отработанных газов. Несмотря на улучшение конструкции по сравнению с предшественником - 3S, впускной коллектор, регулирующие заслонки и дроссель EGR покрываются сажей, что приводит к неустойчивым холостым оборотам, провалам, дерганиям во время движения.

Регулировка клапанов ГРМ 1AZ возможна только подбором регулировочных стаканов, что весьма сложно и дорого, поэтому ее обычно не производят.

Другой непростительный «ляп» в конструкции мотора - недостаточная длина крепежных винтов головки блока цилиндров (ГБЦ). Это приводит к срыванию резьбы в легком сплаве со всеми вытекающими отсюда, в буквальном смысле, последствиями: утечки ОЖ, потеря компрессии и так далее. Начиная с 2007 года, проблема была, наконец, устранена.

А вот двигатель FE семейства 1AZ оказался несколько более удачным, поскольку в нем отсутствовал главный виновник большинства бед - ТНВД.

Служба механизмов может быть существенно продлена, если избегать неблагоприятных условий эксплуатации:

• Самое главное, что противопоказано двигателям D-4 - некачественный бензин. Даже небольшой избыток серы, содержащийся в топливе, приводит к износу прецизионных сопряжений, словно от абразивного порошка.
• Чтобы не допустить аварийных протечек бензина из ТНВД в масляный картер, следует взять за правило регулярно проверять щупом уровень масла. Если последний начинает повышаться, есть повод отдать насос на диагностику.
• Необходимо периодически очищать от сажи впускную систему, дроссельные заслонки и EGR, а через 1 - 2 тысячи км пробега прогнать двигатель пару минут на больших оборотах, чтобы выжечь нагар на деталях ШПГ.

Когда выполняется замена цепи, необходимо обращать внимание, чтобы не только метки звездочек совпадали с рисками на крышках передачи, но и метки ГРМ на цепи, выполненные в виде помеченных звеньев, с рисками на звездочках.

Вместо эпилога

Ошибкой ордена «джедаев» оказалось фанатичное служение идеалам. В результате утраты Человечности они стали терять Силу. Так же случилось и с 1AZ-FSE. Главным приоритетом разработчиков было бескомпромиссное следование экологическим требованиям «зеленых» и экономия топлива. При этом агрегат потерял некоторые другие качества, а именно: надежность работы, простоту обслуживания и ремонтопригодность.

Первая генерация так и не стала поистине массовой, поскольку двигатель FSE скомпрометировал и все семейство 1AZ, а табличка с надписью «D-4» для российских покупателей стала настоящим пугалом. В конечном итоге все его представители быстро ушли со сцены, а на текущий момент выпускаются только модели 2-го семейства: 2AZ-FE и 2AZ-FXE. Последние разработки компании Toyota ведутся в области комбинированного - непосредственно-распределенного впрыска.

Главная » Внешнее освещение автомобиля » Двигатель 1az fse как продлить срок службы. Ремонт и сервисное обслуживание легковых автомобилей. Другие конструктивные незначительные изменения конструкции ДВС предыдущей линейки